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阿尔兹海默病是在老龄人群体中非常普遍的一种痴呆病,以记忆功能减退及认知功能障碍为主要临床表现。而且,阿尔兹海默病患者还伴随着语言障碍、视觉能力恶化以及运动协调功能丧失,最终导致死亡。阿尔兹海默病的病理特征则主要是大脑皮层和海马区大量的淀粉样蛋白Ap的聚集以及细胞内高度磷酸化的Tau蛋白形成的神经元纤维缠结。据预测,到2030年全球患老年痴呆的人数将达到6000万。流行病学研究发现,相对于不吸烟的人群来说吸烟者罹患阿尔兹海默病的发病率会有所降低。但是,吸烟人群患阿尔兹海默病机率降低这种现象背后的机制仍然没能得到清楚地阐述。即刻早期生长因子(early growth responsefactor-1,EGR-1)可以促进细胞的生长、分化,在氧化应激、凋亡及电离辐射的环境下也发挥着重要的作用。但EGR-1在阿尔兹海默病中的作用却不清楚。
主要在神经母细胞瘤SH-SY5Y绌胞系中,采用Western blotting、PCR技术和其他的分子生物学技术进行研究。我们的研究发现,10-6M的尼古丁可以剂量依赖性和时间依赖性活化即刻早期反应因子EGR-1基因的蛋白表达,在转录水平,通过普通PCR及real-time PCR研究分析可知尼古丁同样可以刺激EGR-1基因的活化。而且,进一步的研究发现尼古丁介导的EGR-1基因的活化是通过激活MAPK/ERK信号通路的活化,当我们用shRNA将尼古丁乙酰胆碱受体nAchRα7进行干扰后,尼古丁介导的MAPK/ERK/EGR-1信号通路的活化,受到一定程度的抑制,这说明尼古丁对神经母细胞瘤的这些刺激作用是通过对尼古丁乙酰胆碱受体α7(nAchRα7)的激活。流式细胞术检测细胞的凋亡及测定细胞活力的MTT法发现,10-6M Aβ25-35可显著增加细胞的凋亡及降低了细胞的活力,而尼古丁可以降低由Aβ介导的神经毒性。流式细胞仪检测细胞的早期凋亡发现,10-6MAβ25-35处理的细胞组凋亡数目相对于对照组来说,凋亡细胞数明显增加,从6.1％增加到13.25％。进一步通过Western blotting技术研究发现,EGR-1可以上调细胞中周期蛋白cyclinD1的表达,而且细胞周期蛋白cyclinD1的苏氨酸286位置上的磷酸化水平也随着EGR-1的活化而增高,我们建立了EGR-1基因稳定过表达和干扰的SH-SY5Y细胞系,同样验证了EGR-1基冈对细胞周期蛋白cyclinD1的正向调控作用,这可能是尼古丁降低淀粉样蛋白Aβ25-35毒性的分子机制之一。
我们的研究结果显示,在阿尔兹海默病中,即刻早期反应因子EGR-1是重要的转录活化因子。